Akira Science y la impresión 3D de biomateriales para la regeneración de tejidos

A medida que la impresión 3D continúa revolucionando el ámbito de la salud, cada vez más empresas exploran sus aplicaciones en el desarrollo de soluciones médicas innovadoras. Esta tecnología, que destaca por su capacidad de personalización y precisión, está transformando la manera en que se diseñan y producen dispositivos y materiales para el sector sanitario. En el caso de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, la impresión 3D también ofrece un enorme potencial. Este es el caso de Akira Science, una empresa sueca que ya está aprovechando esta tecnología en su actividad. En concreto, han desarrollado estructuras poliméricas bioabsorbibles impresas en 3D para facilitar la regeneración de tejidos en diversas aplicaciones médicas. Hemos hablado con el equipo de Akira Science para conocer más sobre esta solución y su uso de la fabricación aditiva en la medicina.

3DN: ¿Puedes presentarte y contarnos tu relación con la impresión 3D?

Me llamo Álvaro Morales y soy el CEO de Akira Sciences. Mi fascinación por la impresión 3D comenzó en 2016, durante la asignatura de Ciencia de Materiales en el grado de Ingeniería Química, impartida por el profesor Guillermo Vilariño en la UPV. La pasión y metodología inspiradora del profesor Vilariño en ingeniería de tejidos encendieron mi interés por esta tecnología, lo que me llevó a enfocar mi carrera hacia la impresión 3D y el desarrollo de materiales poliméricos avanzados para aplicaciones biomédicas. Esa motivación me llevó posteriormente a continuar con mi máster en el KTH Royal Institute of Technology en Suecia, profundicé en el uso de polímeros biodegradables a través del proyecto PrintKnit, centrado en la creación de andamios 3D para la regeneración de tejidos blandos. Esta experiencia no solo solidificó mi visión sobre la integración de la impresión 3D en soluciones clínicas reales, sino que también marcó el nacimiento de Akira Science.

A la izquierda, Álvaro Morales, CEO de Akira Sciences.

Una vez terminé mi máster tuve la oportunidad de realizar un summer internship en el mismo departamento donde pude optimizar el proceso de producción de andamiajes con materiales de grado médico, lo que me llevo a realizar mi primera publicación. Después de este año de aprendizaje, la gran pregunta vino: PhD o mundo laboral? Decidí explorar el estado industrial de la impresión 3D, el cual me llevó a Alemania, donde trabajé durante dos años y medio en EnvisionTEC, dentro del departamento de investigación y desarrollo. Esta etapa fue crucial y supe enriquecedora, ya que me permitió adquirir una formación integral y aprender de compañeros de diversas disciplinas, como ingenieros mecánicos, eléctricos y de software. Durante este período, me enfoqué en el desarrollo de tecnologías DLP y cDLM, colaborando en grandes proyectos con empresas como Henkel, BASF y Cartier. Además, la pandemia de COVID-19 nos presentó el desafío de optimizar y obtener la aprobación de la FDA para la impresión de hisopos, una experiencia enriquecedora que también me permitió adentrarme más en el mundo de la bioimpresión junto al equipo de Bioplotter.

A pesar de estos avances, siempre sentí la necesidad de continuar mi investigación y liderar mi propio proyecto a largo plazo. Esta oportunidad llegó en octubre de 2020, cuando mi supervisora de maestría, la Prof. Anna Finne Wistrand, me informó sobre una oferta de doctorado en el recién inaugurado centro de competencia AM4Life Competence Centre, en colaboración con la empresa biofarmacéutica Cytiva para desarrollar materiales compatibles con la impresión 3D, destinados al bioprocesamiento y al desarrollo de post-procesamientos para mejorar las propiedades antibacterianas del polipropileno post-impresión SLS. Simultáneamente, mi pasión por el emprendimiento y la posibilidad de seguir desarrollando Akira Science me motivaron a llevar a cabo mi PhD y el desarrollo de Akira en paralelo.

Ahora, como CEO de Akira Science, aplico esta rica experiencia para desarrollar implantes biodegradables diseñados para regenerar tejido tras cirugías oncológicas, como la reconstrucción mamaria, marcando un cambio paradigmático en la cirugía reconstructiva mediante el uso de nuestros innovadores materiales y técnicas de impresión 3D.

Akira Science se dedica al desarrollo de tejidos mediante impresión 3D.

3DN: ¿Qué es Akira Science y cómo surgió la idea de crear la empresa?

Akira Science surgió como una spin-off dentro del Fibre and Polymer Technology Department at KTH Royal Institute of Technology bajo el Desarrollo del proyecto PrintKnit liderado por la Prof. Anna Finne-Wistrand. Cuando you me uní como alumno de máster, el grupo de investigación contaba con un grupo interdisciplinar de químicos orgánicos, biólogos, informáticos, e ingenieros biomédicos, vamos la perfecta combinación para poder desarrollar todo el know-how que va desde la síntesis de nuevos biomateriales hasta el proceso de impresión y personalización del diseño del implante. Lo interesante de este proyecto es que nació desde una urgencia clínica y una evidencia de la falta de nuevos biomateriales en medicina.

Desafortunadamente, los cirujanos llevan usando los mismos materiales degradables durante los últimos 30 años y no ha habido ninguna innovación en el campo médico. Por lo tanto, nuestro objetivo fue el cambio de paradigma de esta situación y lo que hemos desarrollado es una librería de una gama de polímeros degradables junto a la tecnología de impresión y diseño de los implantes para asegurar los requisitios que se necesitan para regenerar tejido blando: i) propiedades mecánicas (stiffness) en el mismo orden de magnitud que el tejido adiposo en el pecho, ii) un material que se estable al procesamiento a alta temperatura y a técnica de esterilización y iii) un material que se degrade a la misma velocidad con la que el tejido se vaya regenerando permitiendo la proliferación y expansión de células madres y su especialización en adipocitos entre 9 y 12 meses. Y básicamente, eso es lo que hicimos.

Al final del proyecto y tras verificar estos resultados a nivel preclínico, el centro de transferencia de la universidad, KTH Innovation nos ayudó a diseñar una estrategia para las propiedades intelectuales y fue donde redactamos nuestra primera patente. Personalmente, mi motivación y mi sueño desde que pequeño era tener mi propia empresa y aunque empecé siendo un simple estudiante de tfm, acabé adquiriendo la mayoría de las acciones de la empresa. De hecho, participé en todos los programas de emprendimiento de KTH Innovation hasta el punto de ser aceptado en el prestigioso DeepTech Incubate en STING, galardonado como el mejor programa de incubación de start-ups del mundo.

La realidad fue que la mayoría de mis compañeros no tenían la motivación para el desarrollo del producto y decidieron continuar sus carreras dentro del ámbito científico o en empresas de un mayor calibre. Mis ganas y mi pasión y sobre todo mi creencia en la ciencia que se ha hecho me ha llevado a continuar con Akira Science y no pararé hasta ver nuestros implantes en todos los hospitales.

3DN: ¿En qué consiste vuestro método de impresión 3D de tejidos? ¿Qué beneficios habéis observado con esta tecnología?

Nuestra propuesta es utilizar un scaffold acelular, es decir, no utilizamos ningún factor de crecimiento ni ningún tipo de célula madre en nuestros implantes. El primer requisito impuesto por la parte clínica era tener un material lo más inerte posible para evitar cualquier tipo de rechazo (o que permita que el cáncer vuelva a reproducirse) y que actuase como un soporte para que las células ya presentes en la mama puedan adherirse, reproducirse y promover la regeneración del tejido. Nuestro método de impresión se basa en impresión por filamento donde tenemos que trabajar a unas condiciones en específico. Para ello, tuve que optimizar tanto el proceso de extrusión como el de impresión para poder alcanzar los requisitos impuestos por el diseño del implante. A su vez, nuestro implante se basa en una malla interconectada y con un alto grado de porosidad que permite la difusión de las células y permite un crecimiento homogéneo del tejido. La combinación de nuestro biomaterial, con el proceso de impresión y el diseño del implante hace que Akira Science sea una empresa única en el sector y con un potencial increíble para otras aplicaciones dentro del campo de regeneración de tejido blando.

Los beneficios que hemos observado es que nuestra plataforma puede ayudar tanto a investigadores como a profesionales sanitarios en avanzar e implementar un cambio de paradigma. No sólo ayudamos a los pacientes, sino que simplificamos las cirugías de reconstrucción mamaria ahorrando un 30% en el tiempo de operación y ahorrando hasta un 50% de recursos a los hospitales. Cómo dato curioso, el tiempo de espera en Europa para recibir una cirugía de reconstrucción oscila en 2 años y esto se debe a la complejidad de la cirugía y a la necesidad de incluir cirujanos plásticos y cirujanos generales (oncólogos) para planificar el tratamiento. Con los implantes AkiMed nada de esto es necesario, simplemente es abrir y colocar el implante después de la retirada del tumor.

3DN: ¿Puede hablarnos más de vuestros implantes mamarios AkiMed™? ¿Cuántas mujeres se han beneficiado de estos avances?

Hasta ahora, AkiMed™ está en la fase preclínica, lo que significa que nuestros implantes están siendo probados y validados en modelos animales antes de ser utilizados en humanos. Aunque aún no se han realizado implantes en mujeres, los resultados preclínicos son prometedores, mostrando una excelente biocompatibilidad y eficacia en la regeneración del tejido adiposo.

Nuestra visión es que una vez completadas las fases clínicas y obtenida la aprobación regulatoria necesaria, los implantes AkiMed™ ofrecerán una nueva y revolucionaria opción para miles de mujeres sometidas a cirugías de conservación de mama tras el cáncer. Estos implantes no solo simplificarán el procedimiento quirúrgico reduciendo el número de operaciones necesarias, sino que también mejorarán significativamente los tiempos de recuperación y los resultados estéticos para las pacientes.

Gracias a la tecnología 3D consiguen reducir tiempos de operación y recursos.

3DN: En tu opinión, ¿es la impresión 3D la herramienta del futuro en la medicina?

Definitivamente, la impresión 3D está transformando el futuro de la medicina. Su capacidad para crear soluciones personalizadas, desde implantes hasta prótesis y tejidos bioimpresos, está revolucionando el tratamiento de muchas enfermedades. En el caso de Akira Science, nos hemos centrado en desarrollar implantes biodegradables que faciliten la regeneración de tejidos blandos de manera natural. Esta tecnología no solo reduce el tiempo quirúrgico y el coste hospitalario, sino que también mejora los resultados clínicos para los pacientes. A medida que avanzamos en la biocompatibilidad y en la integración de la impresión 3D con biomateriales avanzados, vemos un enorme potencial para su aplicación en cirugías reconstructivas, regeneración de órganos y medicina personalizada. Me gustaría añadir que he tenido la suerte de poder ver de cerca como la impresión 3D está cada vez más cerca del paciente. He desarrollado mi PhD en el centro de competencia AM4Life Competence Centre donde más de 30 universidades, empresas y hospitales juntas codo con codo para implementar impresión 3D desde la prevención/detección hasta la cirugía final.

3DN: ¿Unas últimas palabras para los lectores?

Me gustaría destacar que la innovación en medicina debe estar siempre al servicio de los pacientes, mejorando su calidad de vida a través de soluciones avanzadas y personalizadas. En Akira Science, creemos que el futuro radica en la combinación de personalización e innovación transformadora, integrando la ciencia y la tecnología para responder a necesidades médicas reales. Queremos invitar a los lectores a seguir nuestro camino y ser parte de esta revolución en la medicina regenerativa. Además, estamos convencidos de que el éxito en este campo depende de la colaboración entre disciplinas, donde cada voz cuente y cada perspectiva aporte valor. Creemos en una tecnología integrativa que no solo optimiza los tratamientos actuales, sino que redefine los estándares de la atención médica. ¡El futuro de la medicina se está construyendo hoy y juntos podemos impulsarlo!

¿Qué piensas de la actividad llevada a cabo por Akira Science? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, LinkedIn y Youtube. ¿Te interesan las últimas noticias sobre la impresión 3D médica y dental? Haz clic aquí. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.

*Créditos de todas las fotos: Akira Science